(57)【要約】【課題】ナット外径を小型化したボールねじ装置の加工を容易にすることができると共にボールを良好に循環させることができる手段を提供する。【解決手段】外周面に螺旋状の軸転動溝を形成したねじ軸と、内周面に軸転動溝に対向するナット転動溝を形成したナットとを有し、軸転動溝とナット転動溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置において、隣り合う軸転動溝の溝間を連結してボールを循環させる連結溝を設けると共に連結溝のぞれぞれの軸転動溝との連結部に一対の案内体を設け、一方の案内体を一方の軸転動溝のボール循環方向前方に配置して転動するボールを前記連結溝に導き、他方の案内体を連結溝を通過したボールを他方の軸転動溝に導くように配置する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の軸転動溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸転動溝に対向するナット転動溝を形成したナットとを有し、前記軸転動溝とナット転動溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置において、
隣り合う軸転動溝の溝間に、該溝間を連結して前記ボールを循環させる連結溝を設けると共に、該連結溝のぞれぞれの前記軸転動溝との連結部に一対の案内体を設け、該一方の案内体を一方の軸転動溝のボール循環方向前方に配置して転動するボールを前記連結溝に導き、他方の案内体を前記連結溝を通過したボールを他方の軸転動溝に導くように配置してあることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記案内体が、前記連結溝に沿った案内面を有し、前記軸転動溝でねじ軸に嵌合する柱状部材であることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記案内体が、前記連結溝に沿った案内面と、前記軸転動溝でねじ軸に嵌合する嵌合部とを有すると共に、前記案内面と嵌合部との間が前記軸転動溝に沿うように形成されたＬ字状部材であることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３において、
前記案内体を、前記軸転動溝に変形固定手段により固定したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３または請求項４において、
前記ねじ軸が、中空であることを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナット外径を小型化したボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のナット外径を小型化したボールねじ装置は、外周面に螺旋状の軸転動溝を形成したねじ軸と、内周面に軸転動溝に対向するナット転動溝を形成したナットとを複数のボールを介して螺合させ、隣り合う一巻分の軸転動溝の溝間を連結してボールを循環させる連結溝を設け、連結溝の両側の軸転動溝に軸転動溝と同じリードを有する遮蔽部材を装着してボールを循環させている。
【０００３】
また、連結溝を設けた駒部材をねじ軸に設けた開口に位置精度よく嵌合して隣り合う一巻分の軸転動溝の溝間を連結している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２１２１７号公報（第３頁左欄４６行−右欄２７行、第３頁右欄４８行−第４頁左欄１８行、第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、連結溝の両側の軸転動溝に軸転動溝と同じリードを有する遮蔽部材を巻き付けて装着しているため、循環するボールが遮蔽部材に強く衝突した場合には位置ずれを生じ、ボールを良好に循環させることができないという問題がある。
また、位置精度よく連結路を形成するために駒部材をねじ軸に設けた開口に嵌合するようにしているため、連結路を設けた駒部材の形状が複雑になり、これを嵌合するための開口を加工することが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、容易に加工することができると共にボールを良好に循環させることができる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸転動溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸転動溝に対向するナット転動溝を形成したナットとを有し、前記軸転動溝とナット転動溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置において、隣り合う軸転動溝の溝間に、該溝間を連結して前記ボールを循環させる連結溝を設けると共に、該連結溝のぞれぞれの前記軸転動溝との連結部に一対の案内体を設け、該一方の案内体を一方の軸転動溝のボール循環方向前方に配置して転動するボールを前記連結溝に導き、他方の案内体を前記連結溝を通過したボールを他方の軸転動溝に導くように配置してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明は、比較的小型の案内体をぞれぞれの軸転動溝に設けるための案内体嵌合穴を小面積とすることができ、複雑な形状の大きな開口を加工する必要がなくなり、案内体嵌合穴を容易に加工することができると共に、加工速度を向上させることを可能にしてねじ軸の生産性を向上させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明によるボールねじ装置の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は実施例１のボールねじ装置を示す断面図、図２は図１のＡ方向から見たねじ軸を示す部分拡大図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は実施例１の案内体を示す正面図である。
図１において、１はボールねじ装置である。
２はボールねじ装置１のねじ軸であり、合金鋼や炭素鋼等の鋼材で製作され、その外周面には略半円弧形状の軸転動溝３が等ピッチで螺旋状に形成されている。本実施例では軽量化のためにねじ軸２の中心部に中空部２ａを設けた中空軸である。
【００１０】
４はボールねじ装置１のナットであり、合金鋼や炭素鋼等の鋼材で製作され、その内周面には軸転動溝３と対向する複数ピッチの略半円弧形状のナット転動溝５が形成されている。
６はボールであり、合金鋼等の鋼材またはセラミック材等で製作された球体である。
７は連結溝であり、図２に示すように隣り合う一巻分の軸転動溝３の溝間を連結してボール６を循環させる溝であって、図１に示すようにボール６がナット４の内周面を潜り抜けて循環できるような深さに成形されている。
【００１１】
８は一対の案内体であり、図４に示すように合金鋼等の線材を切断して成形された柱状部材であって、その一方の端部を切欠いて案内面８ａが形成されている。本実施例では案内体８は柱状部材の形状を角柱として成形されている。
一対の案内体８は、図２、図３に示すようにそれぞれの案内体８を連結溝７の軸転動溝３との連結部９に配置し、一方の軸転動溝３に配置された一方の案内体８の案内面８ａは、軸転動溝３を転動して循環するボール６の循環方向前方に連結溝７に沿うように設置して転動するボール６を連結溝７に導く。
【００１２】
他方の案内体８の案内面８ａは、連結溝７を通過したボール６を他方の軸転動溝３に導くように設置される。これにより一巻分の軸転動溝３が連結され、この軸転動溝３と対向する位置にあるナット転動溝５とにより循環転動路が形成される。
１０は案内体嵌合穴であり、軸転動溝３を半径方向に穿孔して設けられ、案内体８は嵌合部８ｂを案内体嵌合穴１０に嵌合した後に、中空部２ａ側から加締め等の変形固定手段で固定される。
【００１３】
上記の循環転動路には複数のボール６と共に所定の量の潤滑剤、例えばグリースを封入して軸転動溝３とナット転動溝５とをボール６を介して螺合させ、ねじ軸２を回転させることによってボール６が循環転動路を循環しながら転動し、ねじ軸２に螺合したナット４を軸方向に移動させる。
上記の構成の作用について説明する。
【００１４】
本実施例のねじ軸２を加工する場合は、中空丸棒またはパイプを転造または切削によりねじ軸２の軸転動溝３を成形し、軸転動溝３の所定の一巻分の溝間に連結部７を形成してそのそれぞれの連結部９に案内体嵌合穴１０を穿孔する。
そして、高周波焼入れまたは浸炭等の表面硬化処理を施し、必要に応じて軸転動溝３および／もしくは連結溝の仕上研磨加工を行ってねじ軸２を製作する。
【００１５】
本実施例の案内体嵌合穴１０は柱状部材としての角柱を嵌合する穴であるので、放電加工または電解加工等により角穴を穿孔して案内体嵌合穴１０を形成する。
この場合に、形成される案内体嵌合穴１０は単純な形状の四角穴であり、その面積も小さいために放電加工等に要する加工時間が短くなり、容易に加工することができる。
このようにして製作されたねじ軸２には、その案内体嵌合穴１０に変形固定手段により案内体８が固定され、潤滑剤と共に軸転動溝３の一巻分に相当するボール６を装填してナット４と螺合させることによりボールねじ装置１が組立てられる。
【００１６】
このボールねじ装置１のねじ軸２を回転させると、ボール６が軸転動溝３とナット転動溝５の間に挟持されて転動し、案内体８に達したボール６はその案内面８ａに導かれて連結溝７に進入し、ナット４の内周面を潜り抜けて他方の案内体８の案内面８ａに達し、これに導かれて他方の軸転動溝３へ進入する。このようにしてボール６が循環転動路を転動しながら循環する。
【００１７】
この時、案内体８の嵌合部８ｂは四角の案内体嵌合穴１０に固定されているので、ボール６が案内面８ａに強く衝突したとしても案内面８ａ面や位置がずれることがなく、ボール６を良好に循環させることができる。
なお、本実施例では、連結溝７を１箇所に設けた場合を例に説明したが、複数箇所に設けた場合も同様である。
【００１８】
以上説明したように、本実施例では、隣り合う軸転動溝の溝間を連結してボールを循環させる連結溝を設け、連結溝のぞれぞれの軸転動溝との連結部に一対の案内体を設けてその案内面によりボールを一方の軸転動溝から他方の軸転動溝へ導くように配置したことによって、比較的小型の案内体をぞれぞれの軸転動溝に設けるための案内体嵌合穴を小面積とすることができ、複雑な形状の大きな開口を加工する必要がなくなり、案内体嵌合穴を容易に加工することができると共に、加工速度を向上させることを可能にしてねじ軸の生産性を向上させることができる。
【００１９】
また、案内体を四角断面を有する柱状部材としたことによって、案内体嵌合穴の加工を容易にすると共に、ボールが衝突した時の案内面のずれを防止することができる。
なお、本実施例では案内体の柱状部材の形状を角柱として説明したが、柱状部材の形状を角柱に限らず円柱としてＤ字状断面形状を有する嵌合部を設けるようにしても同様の効果を得ることができる。
【００２０】
この場合に、嵌合部に２面幅を形成し、案内体嵌合穴を長円の穴とすればフライス加工等の切削加工による案内体嵌合穴の穿孔が可能となり、案内体嵌合穴の加工を更に容易にすることができる。
【実施例２】
【００２１】
図５は実施例２のねじ軸を示す部分拡大図、図６は図５のＣ−Ｃ断面図、図７は実施例２の案内体を示す正面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図５において、１５は一対の案内体であり、図７に示すように合金鋼等の円形断面の線材を切断して略Ｌ字状に曲折させたＬ字状部材であって、そのＬ字状の一方の端部を連結溝７に沿うように略斜めに切欠いて案内面８ａを形成し、他方の端部はねじ軸２の半径方向に曲折させて嵌合部１５ｂを形成する。また案内面１５ａと嵌合部１５ｂの間の腕部１５ｃは軸転動溝３に沿うように曲率を持って形成されている。
【００２２】
１６は案内体嵌合穴であり、軸転動溝３を半径方向に穿孔して設けられる。本実施例では案内体１５の嵌合部１５ｂが円形断面形状であるので丸穴である。
一対の案内体１５は、一方の案内体１５の案内体１５の案内面１５ａを連結溝７の軸転動溝３との連結部９にボール６の循環方向前方に連結溝７に沿うように配置し、図６に示すように腕部１５ｃを軸転動溝３に沿わせて係合し、嵌合部１５ｂを案内体嵌合穴１６に嵌合させた後に、中空部２ａ側から加締め等の変形固定手段で固定して設置し、一方の軸転動溝３を転動して循環するボール６を連結溝７に導く。
【００２３】
他方の案内体１５の案内面１５ａは、前記と同様にして連結溝７を通過したボール６を他方の軸転動溝３に導くように設置される。これにより一巻分の軸転動溝３が連結され、この軸転動溝３と対向する位置にあるナット転動溝５とにより循環転動路が形成される。
上記の構成の作用について説明する。
本実施例のねじ軸２の製作は上記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００２４】
本実施例の案内体嵌合穴１６はＬ字状部材の円形断面を有する嵌合部１５ｂを嵌合する穴であるので、ドリルまたはエンドミル等の切削加工により丸穴を穿孔して案内体嵌合穴１０を形成する。
この場合に、案内体嵌合穴１６はドリル等により加工される単純な形状の丸穴であり、容易に加工することができる。
【００２５】
このようにして製作されたねじ軸２には、その案内体嵌合穴１６に変形固定手段により案内体１５が固定され、潤滑剤と共に軸転動溝３の一巻分に相当するボール６を装填してナット４と螺合させることによりボールねじ装置１が組立てられる。
このボールねじ装置１のねじ軸２を回転させると、ボール６が軸転動溝３とナット転動溝５の間に挟持されて転動し、案内体１５に達したボール６はその案内面１５ａに導かれて連結溝７に進入し、ナット４の内周面を潜り抜けて他方の案内体１５の案内面１５ａに達し、これに導かれて他方の軸転動溝３へ進入する。このようにしてボール６が循環転動路を転動しながら循環する。
【００２６】
この時、案内体１５の腕部１５ｃが軸転動溝３に係合してので、円形断面の嵌合部１５ｂにより案内体嵌合穴１６に固定されている案内体１５においても、ボール６が案内面１５ａに強く衝突したときに案内面１５ａの面や位置がずれることがなくなり、ボール６を良好に循環させることができる。
以上説明したように、本実施例では、実施例１の効果に加えて、案内体を連結溝に沿った案内面と軸転動溝に嵌合する嵌合部と軸転動溝に沿う腕部とにより形成したＬ字状部材としてことによって、腕部により案内面のずれを防止することができ、円形断面による嵌合部の形成が可能となり、案内体嵌合穴の加工を更に容易にすることができる。
【００２７】
なお、上記各実施例においては、ねじ軸は中空軸として説明したが、実軸の場合も同様である。この場合に案内体は嵌合部を案内体嵌合穴に嵌合した後に、ねじ軸の外径側から圧入等の変形固定手段で固定する。
このように、案内体を加締めや圧入等の変形固定手段で固定するようにしたことによって、案内体を容易にかつ確実にねじ軸に固定することができると共にその脱落を防止することができる。
【００２８】
また、ボールねじのねじ軸を回転させてナットを軸方向に移動させるとして説明したが、ねじ軸を固定してナットを回転させる形式のボールねじに本発明を適用しても同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１のボールねじ装置の断面図
【図２】図１のＡ方向から見たねじ軸を示す部分拡大図
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図
【図４】実施例１の案内体を示す正面図
【図５】実施例２のねじ軸を示す部分拡大図
【図６】実施例２の案内体を示す正面図
【図７】図５のＣ−Ｃ断面図
【符号の説明】
【００３０】
１    ボールねじ装置
２    ねじ軸
２ａ  中空部
３    軸転動溝
４    ナット
５    ナット転動溝
６    ボール
７    連結溝
８、１５    案内体
８ａ、１５ａ  案内面
８ｂ、１５ｂ  嵌合部
９    連結部
１０、１６  案内体嵌合穴
１５ｃ  腕部
【図１】
2005147274.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005147274.tif 000006
【図５】
2005147274.tif 000007
【図６】
2005147274.tif 000008
【図７】
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